Coverage in mmWave Cellular Networks with Base station Cooperation
由于遮蔽和阻塞而导致的信号中断的存在预计将成为毫米波（mmWave）网络中的主要瓶颈。此外，在毫米波网络将具有密集基站部署的预期愿景下，来自强视距基站的干扰也会增加，从而进一步增加中断的概率。为了解决减少中断的问题，本文探讨了在毫米波异构网络的下行链路中基站协作的可能性。这项工作的主要重点是表明，在一个随机的几何框架，从随机定位的基站的合作降低中断概率。由于高度定向的传输将经历较不严重的衰落，人们可能会期望合作将增加覆盖概率，我们的数值例子表明，事实上是这样的。覆盖概率的会计得出：不同的衰落分布，天线方向性和阻塞。数值结果表明，在密集的毫米波系统中，基站合作的覆盖范围，并没有小规模的衰落大大超过没有合作的覆盖范围。相比之下，当毫米波网络密度较低时，信号阻塞的概率较高，并且具有瑞利衰落，则报告了不显著的增加。
2015-03-18 cs.IT cs.NI math.IT
Base Station Cooperation in Millimeter Wave Cellular Networks: Performance Enhancement of Cell-Edge Users
毫米波（mmWave）信号对阻塞更加敏感，这导致中断概率显著增加，特别是对于小区边缘的用户。在本文中，我们利用基站（BS）合作的技术，以提高性能的小区边缘用户在下行链路传输的毫米波蜂窝网络。我们设计了两种协作方案，分别称为固定数量BS协作（FNC）方案和固定区域BS协作（FRC）方案。在FNC方案中，协作基站由被服务小区边缘用户周围的M个最近的基站组成，而在FRC方案中，协作基站包括位于给定区域内的所有基站。基于随机几何框架，推导了位于原点的典型小区边缘用户的平均速率和中断概率的表达式。为了降低中断概率分析结果的计算复杂性，我们进一步提出了一种基于Gamma近似的方法来提供具有满意精度的近似。我们的分析结果结合了毫米波信道的关键特性，即，阻塞效应、LOS和NLOS链路的不同路径损耗以及高方向性天线阵列。仿真结果表明，将基站协作技术与毫米波网络相结合，可以大大提高小区边缘用户的性能。
2018-06-14 cs.IT math.IT
Backhaul Limited Asymmetric Cooperation for MIMO Cellular Networks via Semidefinite Relaxation
多小区协作由于其能够消除小区间干扰和提高频谱效率而近来引起了极大的关注。然而，通过回程链路交换的大量信息（包括信道状态信息和用户数据）可能会恶化现实系统中的网络性能。本文采用了回程成本度量，考虑了积极的定向合作链路的数量，这给出了一个一阶测量的回程负载所需的非对称多输入多输出（MIMO）合作。我们专注于多天线基站和单天线移动站的下行链路场景。设计问题是最小化活动定向协作链路的数量，并在移动台处的信号干扰噪声比（SINR）约束下联合优化协作BS之间的波束成形向量。这个问题是非凸的，解决它需要组合搜索。提出了一种基于光滑逼近和半定松弛的组合优化算法。我们证明了半定松弛是紧的概率为1，在我们的算法和平稳收敛的保证。仿真结果表明，与几种基准方案相比，该方案在回程成本和功耗方面有显著的节省，证明了该方案的有效性。
2014-01-10 cs.IT math.IT
A Tractable Model for Non-Coherent Joint-Transmission Base Station Cooperation
针对非相干联合传输基站协作问题，提出了一种简单易行的分析模型。除了蜂窝网络的具体方面，如BS密度，信道衰落，平均路径损耗和干扰，该模型还捕获相关的合作机制，包括以用户为中心的BS聚类和信道相关的合作激活。所有BS的位置由泊松点过程建模。使用随机几何工具，信号与干扰加噪声比（$\mathtt{SINR}$）分布与合作的特点是精确的一般保持形式。然后将结果应用于最近感兴趣的实际设计问题。我们发现，增加网络范围的BS密度提高了$\mathtt{SINR}$，而增益增加的路径损耗指数。对于基于导频的信道估计，对于典型值，平均频谱效率在$7$ BS左右的簇大小处饱和，而与回程质量无关。最后，它表明，簇内频率复用是有利的，在中等负载的细胞慷慨的合作激活，而簇内协调调度可能会更好地在轻负载的细胞保守的合作激活。
2014-07-16 cs.IT cs.NI math.IT
Analysis of Massive MIMO and Base Station Cooperation in an Indoor Scenario
针对室内办公场景，分析了集中式和分布式大规模MIMO部署的性能。分布式部署使用以下预编码方法之一：（1）利用本地信道状态信息（CSI）对它所服务的用户设备（UE）进行本地预编码;（2）利用本地CSI对网络中的所有UE进行大规模MIMO;（3）利用全局CSI的网络MIMO。对于分布式部署（2）和（3），示出了使用两倍于数据流的基站天线在频谱效率和公平性方面提供了许多大规模MIMO益处。这与需要更多天线的集中式部署和分布式部署（1）相反。两个主要结论是，分布基站有助于克服穿墙损耗;然而，需要回程来减轻小区间干扰。估计误差对性能的影响也被量化。
2018-01-10 cs.IT math.IT
Network MIMO with Partial Cooperation between Radar and Cellular Systems
为了满足不断增长的频谱需求，未来的蜂窝系统预计将共享其他服务（如雷达）的频谱。在本文中，我们考虑了一个网络多输入多输出（MIMO）与部分合作模型，雷达站与蜂窝基站（BS）的合作，以提供信息给预期的移动用户。因此，雷达站在蜂窝系统中充当BS。然而，由于雷达站发射的高功率用于检测远目标，蜂窝接收机在接收这些高雷达功率时可能烧毁。因此，我们提出了一种新的投影方法，称为小奇异值空间投影（SSVSP），以减轻这些有害的高功率，使雷达站与蜂窝基站合作。此外，我们制定了一个MIMO干扰信道的一般约束（MIMO-IFC-GC）的问题。最后，我们提供了一个解决方案，以最大限度地减少加权和均方误差最小化问题（WSMMSE）与执行功率约束的雷达和蜂窝站。
2015-10-18 cs.IT math.IT
Base station cooperation on the downlink: Large system analysis
本文考虑了在双小区系统中，每个基站（BS）被赋予多个天线的下行链路中最大化全网最小支持速率。这是针对不同级别的单元协作完成的。在一个极端，我们考虑单个小区处理，其中BS不注意它在另一个小区处产生的干扰。在另一个极端，我们考虑完全合作宏观波束形成。在这两者之间，我们考虑了协调波束成形，其考虑了小区间干扰，但不需要BS之间的完全合作。我们结合拉格朗日对偶和大系统分析的元素，以获得限制的信干噪比和比特率，允许所考虑的计划之间的比较。本文的主要贡献是定理，提供了简明的公式，最佳发射功率，波束成形向量，并实现信号干扰噪声比（SINR）的考虑计划。所得到的公式对于每个小区的用户数K和每个基站的天线数N趋于无穷大且具有固定比率的极限是有效的。这些定理还提供了用户占用的有效带宽的表达式，以及在相邻小区中引起的有效干扰，这允许所考虑的方案之间的直接比较。
2011-06-11 cs.IT math.IT
Energy Efficiency of Cross-Tier Base Station Cooperation in Heterogeneous Cellular Networks
异构蜂窝网络（HetNet）将被部署用于未来的无线通信以满足不断增长的移动业务需求。然而，小型小区的密集和随机部署以及它们的不协调操作引起了对能量效率的重要关注。基站（BS）协作被设置为在管理HetNet中的干扰中发挥关键作用。在本文中，我们考虑在下行链路HetNet中，来自不同层次的BS在各自的合作集群内共同发送相同的数据到一个典型的用户，并进一步优化的能量效率性能的BS合作。首先，基于所提出的聚类模型，我们推导出的空间平均速率使用随机几何工具。此外，我们制定了一个最小的空间平均速率约束的功率最小化问题，并得出最佳接收信号强度（RSS）阈值的近似结果。基于这些结果，我们有效地解决了如何设计适当的RSS阈值的问题，同时考虑到空间平均速率和能源效率之间的权衡。仿真结果表明，我们提出的聚类模型比几何聚类模型更节能，在我们提出的聚类模型下，部署一个两层的HetNet是显着更节能相比，一个宏观的网络。
2014-06-07 cs.IT math.IT
Base Station Cooperation with Feedback Optimization: A Large System Analysis
在本文中，我们研究反馈优化问题，最大化用户的信号干扰加噪声比（SINR）在两个小区MIMO广播信道。假设用户完全了解他们的直接和干扰信道，他们可以通过上行链路信道将此信息反馈给基站（BS）。BS然后使用信道信息来设计它们的传输方案。两种类型的反馈被认为是：模拟和数字。在模拟反馈的情况下，用户通过上行链路信道发送其未量化和未编码的CSI。在这种情况下，给定一个用户的固定发射功率，我们研究他/她应该如何最佳地分配它反馈的直接和干扰（或交叉）CSI两种类型的基站合作计划，即，多小区处理（MCP）和协调波束成形（CBF）。在数字反馈的情况下，每个用户的直接和交叉链路信道矢量分别量化，每个使用RVQ，具有不同大小的码本。然后，用户将对应码本中的量化矢量的索引发送到BS。类似于模拟反馈中的反馈优化问题，我们研究了这两种类型的合作的直接和干扰链路的最佳比特划分。我们专注于正则化的信道反转预编码结构，并在每个小区的用户数（$K$）和每个BS的天线数（$N$）趋于无穷大的大系统限制中执行我们的分析，其中它们的比率$β=\frac{K}{N}$保持固定。
2012-12-11 cs.IT math.IT
Large System Analysis of Base Station Cooperation for Power Minimization
本工作集中于大规模多小区多用户MIMO系统，其中$N$天线的$L$基站（BS）各自与$K$单天线用户设备通信。我们考虑的线性预编码器的设计，最大限度地减少总功耗，同时确保目标用户速率。考虑了BS之间具有不同协作程度的三种配置：协作波束成形方案（仅信道状态信息在BS之间共享）、协作多点MIMO处理技术或网络MIMO（信道状态和数据协作）、以及单小区波束成形方案（仅本地信道状态信息用于波束成形，而功率分配需要信道状态协作）。假设$N$和$K$以非平凡的比率$K/N$变大并且不完美的信道状态信息（由通用高斯-马尔可夫公式形式建模）在BS处可用，进行分析。随机矩阵理论的工具用于以显式形式计算以下各项的确定性近似：（i）最优预编码器的参数;（ii）确保目标速率所需的功率;以及（iii）总发射功率。这些结果有助于进一步了解最佳预编码器的结构，并降低大规模网络中的实现复杂度。数值结果被用来验证有限系统政权的渐近分析，并在不同的配置之间进行比较。
2016-04-26 cs.IT math.IT
On Achievability for Downlink Cloud Radio Access Networks with Base Station Cooperation
本文研究了云无线接入网（C-RAN）的下行链路，其中一个中央处理器通过两个基站（BS）与两个移动用户进行通信。BS充当中继节点并且通过无差错的速率受限链路彼此协作。我们开发和分析两种编码方案，这种情况下。第一种编码方案基于用于没有BS协作的C-RAN的Liu-Kang方案;并且将其扩展到允许BS之间的会议的场景。在其他一些功能，我们的新的编码方案，使任意相关的辅助码字，由BS恢复。它还引入了要向两个BS描述的公共码字。为了分析这种编码方案，我们将多元覆盖引理推广到非笛卡尔积集，从而纠正了刘康的相关工作中对这个引理的错误应用。我们突出了这个计划的关键方面，通过研究三个重要的instances it. The第二个编码方案扩展了所谓的压缩方案，最初开发的无记忆高斯C-RAN没有BS合作一般离散无记忆C-RAN与BS合作。我们表明，该方案包含原始的压缩方案时，适用于无记忆高斯C-RAN模型。在该方案的分析中，我们还强调了与所谓的分布式解码-转发方案的重要联系，并在无记忆高斯情况下改进了一般$N$ -BS $L$ -用户C-RAN模型的近似容量。
2016-10-28 cs.IT math.IT
Capacity of Linear Two-hop Mesh Networks with Rate Splitting, Decode-and-forward Relaying and Cooperation
考虑线性网状网络，其中每个小区的单个用户经由专用中继（两跳通信）与本地基站通信。利用可能相关的小区间信道增益，在两个跳中连续取消的速率分割被研究作为一个有前途的解决方案，以提高基本单速率通信的速率。然后，提出了一种替代解决方案，该方案试图通过中继站之间的协作传输来提高第二跳（从中继站到基站）的性能。协作方案利用中继站获得的公共信息作为在第一跳中使用速率分割的副产品。数值结果带来洞察的条件下（网络拓扑结构和功率约束），速率分裂，可能的中继合作，是有益的。多小区处理（在基站处的联合解码）也被考虑用于参考。
2007-10-12 cs.IT math.IT
Analyzing Interference from Static Cellular Cooperation using the Nearest Neighbour Model
基站合作的问题最近已经被设置在随机几何的框架内。现有的作品认为，用户动态地选择一组站，合作为他/她的服务。然而，这种假设往往不成立。协作组可以是预定义的和静态的，节点由固定的基础设施连接。为了分析这样的潜在网络，在这项工作中，我们提出了一种基于邻近度的分组方法。它是所谓的最近邻模型的一种变体。我们将自己限制在最简单的情况下，其中只允许形成单个基站和成对基站。为此，两个新的点过程被定义从依赖稀疏的泊松点过程，一个为单打和一对。给出了它们的密度、Voronoi面、最近邻、空区和J函数等结构特征。进一步利用这些结果分析了它们的干涉场，给出了它们的期望值和拉普拉斯变换的显式表达式。研究结果为静态协作网络的性能评估提供了一个新的工具箱。
2015-01-30 cs.IT math.IT
Multi-Cell MIMO Downlink with Cell Cooperation and Fair Scheduling: a Large-System Limit Analysis
我们认为，下行链路的蜂窝网络与多个小区和多天线基站，包括一个现实的距离相关的路径损耗模型，集群的合作小区，和一般的“公平性”的要求。除了蒙特卡洛模拟，没有有效的计算方法来评估这样的系统的遍历吞吐量迄今为止。我们提出了一个解析解的基础上结合大型随机矩阵的结果和凸优化。所提出的方法在计算上比蒙特卡洛模拟更有效，并提供了令人惊讶的准确近似的实际有限维系统，即使是少量的用户和基站天线。数值示例包括2单元线性和三扇区7单元平面布局，没有单元间协作、扇区协作或完全单元间协作。
2010-06-10 cs.IT math.IT
Wireless Node Cooperation with Resource Availability Constraints
基站协作是提高下一代蜂窝网络性能的一种有效方法。到目前为止，研究集中在仅仅基于地理邻近的台站分组标准上。然而，要使合作有意义，参加某一组的每个台站都应有足够的可用资源与其他台站分享。在这项工作中，我们考虑一个替代的分组标准的基础上的距离，同时考虑地理位置的接近和可用资源的站。当网络由泊松点过程建模时，我们推导出合作对或单站的比例，以及每个组的预期干扰总和的解析公式。结果表明，合作收益强烈依赖于可用资源在网络上的分布。
2017-03-02 cs.IT cs.NI cs.PF
Energy Efficient Cooperative Strategies for Relay-Assisted Downlink Cellular Systems, Part I: Theoretical Framework
考虑认知对多个中继辅助基站传输的下行蜂窝系统能量效率的影响。该问题的动机是中继辅助解决方案在移动网络中的实际重要性，例如LTE-A，其中中继之间的合作有望大大提高系统的能量效率。我们研究了在基站的功耗和中继节点的合作和认知水平之间的根本权衡。通过将相同的消息分发给多个中继站，基站消耗更多的功率，但它使中继站之间的合作，从而使中继站之间的传输到目的地的多用户认知信道。由于干扰管理和相干合并增益，中继之间的协作允许用于从中继向终端用户发送的功率的降低。这些增益甚至在部分或单向发射机协作的情况下也存在，这是在认知信道（诸如认知干扰信道和具有认知中继的干扰信道）中的情况。因此，我们解决的问题，确定在继电器的最佳合作水平，从而导致最小的总功耗时，占由于认知的功率降低。一个实际的设计实例和数值模拟在配套文件（第二部分）。
2013-03-29 cs.IT math.IT
Analysis of Non-Coherent Joint-Transmission Cooperation in Heterogeneous Cellular Networks
在密集的异构蜂窝网络中，基站协作在干扰管理中起着关键作用。非相干联合传输（JT）由于其低复杂度、较小开销和负载均衡能力而特别吸引人。然而，这种技术的一般分析是困难的，主要是由于缺乏易于处理的模型。本文解决了这一差距，并提出了一个易于处理的模型，用于分析非相干JT在HCN，同时将关键的系统参数，如以用户为中心的BS集群和信道相关的合作激活。假设每一层的所有BS遵循平稳泊松点过程，非相干JT的覆盖概率推导。使用开发的模型，它示出，对于小小区BS的小协作集群，由小小区的非相干JT提供频谱效率增益，而不显着增加小区负载。此外，当协作被积极触发时，小型小区内的簇内频率重用优于簇内协调调度。
2014-02-17 cs.IT math.IT
Energy Efficiency of Network Cooperation for Cellular Uplink Transmissions
对能量高效或所谓的“绿色”无线通信以减少蜂窝网络中的能量消耗的兴趣日益增长。由于今天的无线终端通常配备有多个网络接入接口，如蓝牙，Wi-Fi和蜂窝网络，本文研究了用户终端相互合作，在发送他们的数据包到基站（BS），通过利用多个网络接入接口，称为网络间的合作，以提高能量效率在蜂窝上行链路传输。在给定目标中断概率和数据率要求的情况下，考虑路径损耗、衰落和热噪声的影响，给出了网络间协作的能量效率的封闭表达式.数值结果表明，当协作用户相互靠近时，与传统的非协作和网内协作相比，网络间协作显著提高了能量效率.这意味着，给定要传输的一定量的比特，网络间协作比传统的非协作和网络内协作需要更少的能量，显示了网络间协作的节能效益。
2013-01-31 cs.IT math.IT
Joint Computation and Communication Cooperation for Mobile Edge Computing
提出了一种新的移动边缘计算（MEC）系统中的联合计算和通信协作方法，使用户能够在计算和通信两个方面进行协作，从而提高MEC的性能。特别是，我们考虑一个基本的三节点MEC系统，它由一个用户节点，一个助手节点，和一个接入点（AP）节点与MEC服务器连接。我们专注于有限块上的用户的延迟约束计算，并开发了一个四槽协议，实现联合计算和通信合作。在此设置下，我们共同优化用户和助手处的计算和通信资源分配，以便在用户的计算延迟约束下最小化它们的总能耗。我们提供了这个问题的最佳解决方案。数值结果表明，所提出的联合合作方法显着提高了计算能力和能量效率的用户和助手节点，相比其他基准计划没有这样的联合设计。
2017-10-29 cs.IT math.IT
Analysis of Multi-Cell Downlink Cooperation with a Constrained Spatial Model
多小区协作（MCC）减轻小区间干扰并提高小区边缘的吞吐量。本文考虑了一个合作的下行链路，其中小区边缘的移动台由多个合作基站。协作基站在具有不同路径损耗的路径上发送相同的信号，并且接收移动站执行分集合并。在本文中的分析是由一个新的表达式的条件中断概率时，到达不同的路径的信号相结合的存在噪声和干扰，条件是相对于网络拓扑结构和阴影。信道模型考虑了路径损耗、阴影和Nakagami衰落，并且Nakagami衰落参数不需要对于所有路径都相同。为了研究网络拓扑结构的性能，采用了随机空间模型，并通过统计特征的下行链路上提供的速率来发现性能。为了模拟真实的网络，该模型需要基站之间的最小间隔。采用了一个现实的模型和准确的分析，本文继续确定性能下的几个资源分配政策，并提供有关如何定义小区边缘的见解。
2013-07-25 cs.IT math.IT
Cognitive Network Cooperation for Green Cellular Networks
近年来，为了减少由通信和联网设备（包括基站（BS）和电池供电的用户终端（UT））耗散的能量，对绿色蜂窝网络的兴趣日益增长。本文研究了认知和协作技术的联合使用，以提高蜂窝网络的能源效率。具体而言，蜂窝设备首先必须使用其频谱感测功能来识别未使用的频谱带（称为频谱空洞）。然后，它们合作利用检测到的频谱漏洞来支持节能的蜂窝通信。考虑到当代终端（例如，智能电话）支持各种无线接入接口，我们利用在频谱空洞内操作的蓝牙或Wi-Fi网络来支持蜂窝通信，目的是实现节能。这种方法被称为\emph{cognitive network cooperation}，因为不同的无线接入网络在认知上与蜂窝网络协作。为了说明使用认知和合作的能源效率的好处，我们研究了电视台（TVS）和BS之间的合作，在传输到UT依赖于电视频谱的机会主义利用，其中未使用的电视频谱带是利用机会主义的方式，这取决于它是否被检测到空闲（或不）。结果表明，对于一个给定数量的信息比特被发送，总的能量消耗显着减少，当认知和合作支持在蜂窝网络中，相比传统的直接传输，纯认知和纯合作。
2016-02-18 cs.IT math.IT
Minimizing Base Station Power Consumption
提出了一种新的多用户MIMO-OFDM系统中以基站供电功耗最小为目标的无线资源管理算法。给定一个基站功率模型，建立了RF发射功率和电源功耗之间的关系，该算法优化了三个基本的节能机制之间的权衡：天线自适应，功率控制和不连续传输。该算法包括两个步骤：a）第一步骤基于平均信道条件来估计睡眠方式持续时间、资源共享和天线配置，以及b）第二步骤利用发射机处的瞬时信道知识用于频率选择性时变信道。该算法通过确定发射天线数、每资源单位和空间信道的RF发射功率、不连续传输时隙数和多用户资源分配，使得电源功耗最小。仿真结果表明，该算法能够降低电源功耗的25%和40%之间，依赖于系统负载。
2013-07-11 cs.IT math.IT
Multi-cell MIMO Downlink with Fairness Criteria: the Large System Limit
我们认为，蜂窝网络的下行链路与多个小区和多天线基站，包括任意小区间的合作，现实的距离相关的路径损耗和一般的“公平性”的要求。除了蒙特卡洛模拟，没有有效的计算方法来评估这样的系统的遍历吞吐量迄今为止已经提供。我们提出了一种基于大随机矩阵理论与拉格朗日优化相结合的分析方法。所提出的方法在计算上比蒙特卡洛模拟更有效，并提供了一个非常准确的近似（几乎无法区分）的实际有限维的情况下，即使是少量的用户和基站天线。数值示例包括线性2单元和平面三扇区7单元布局，没有单元间协作、扇区协作和完全协作。
2010-06-04 cs.IT math.IT
Multiuser Diversity for the Cognitive Uplink with Generalized Fading and Reduced Primary's Cooperation
在认知多址接入网络中，反馈是将辅发射机主基站（STPB）信道增益从主基站（PBS）传送到辅基站（SBS）的重要机制。研究了反馈受限通信环境下认知多址网络的最优和速率容量缩放定律。首先，提出了一种称为$K$ -最小信道增益（$K$-SCG）反馈协议的有效反馈协议，其中PBS将$N$ STPB信道增益中的最小的$\K$反馈给SBS。其次，$K$ -SCG反馈协议的和速率性能进行了研究时，次级用户（SU）的传输功率进行了优化分配的三种网络类型。考虑的网络类型是总功率和干扰受限（TPIL），干扰受限（IL）和个人功率和干扰受限（IPIL）网络。对于所研究的每种网络类型，我们都给出了一个关于$\K$的充分条件，使得$K$ -SCG反馈协议是{ \em渐近}最优的，在这个意义上，$K$ -SCG反馈协议下的次网络和速率缩放行为与全反馈协议下的相同.我们允许二次发射机二次基站（STSB）的分布，和STPB信道功率增益属于一个相当一般的一类分布称为类$\mathcal{C}$ -分布，包括常用的衰落模型。
2015-09-21 cs.IT math.IT
Wireless Secrecy in Cellular Systems with Infrastructure--Aided Cooperation
在蜂窝系统中，可以通过经由并发下行链路传输的调度来创建有意干扰来确保上行链路传输相对于窃听终端的机密性。在本文中，这一基本思想是探索从信息理论的角度来看，通过集中在两个小区的情况下，所涉及的基站连接通过一个有限容量的骨干链路。许多传输策略被认为是旨在提高上行链路的保密性下的下行链路速率，作为干扰信号的约束。这些策略的不同之处主要在于协作下行链路到上行链路操作的基站利用骨干链路的方式。高斯（unfaded）和衰落的情况下，在不同的假设下，在不同的节点上的信道状态信息的可扩展速率。数值结果也证实了分析。总体而言，分析表明，调度和基站合作的组合是一种很有前途的手段，以提高蜂窝系统中的传输机密性。
2008-05-03 cs.CR cs.IT math.IT
Bounds on the Capacity of the Multiple Access Diamond Channel with Cooperating Base-Stations
一个菱形网络被认为是中央处理器连接，通过回程无噪声链路，多个会议基站，与一个单一的用户在多址信道进行通信。我们提出的编码技术，以及上下限的能力。我们的可扩展性方案使用了基于Wand，Wigger和Zaidi（2018）提出的技术的通用云编码策略，并将其扩展到两个中继之外。我们的上界推广了Bidokhti和Kramer为没有合作的两个中继钻石网络（2016）提出的方法，并为多个中继设置带来了新的界限。专门为我们的上界的两个中继的情况下（合作），我们提供了新的界限，提高国家的最先进的。
2022-05-03 cs.IT math.IT
Adaptive Limited Feedback for Sum-Rate Maximizing Beamforming in Cooperative Multicell Systems
基站协作提高了在蜂窝系统中可以实现的和速率。传统的协作技术需要在有限容量的回程链路上共享大量信息，并且假设基站具有系统中所有活动用户的完整信道状态信息（CSI）。在本文中，提出了一种新的有限反馈策略的多小区波束形成中的合作被限制到共享基站之间的活动用户的CSI。所考虑的系统设置是基于Wyner模型的单元的线性阵列。每个小区包含单天线用户和多天线基站。首先给出了近似最大化多小区系统中的和速率的波束形成向量的封闭形式表达式，假设在发射机处具有完整的CSI。对于有限带宽反馈链路的更实际的情况，期望信道和干扰信道的CSI在被反馈到基站之前在接收器处被量化。由于随机矢量量化的平均损失和速率的上限推导。一个新的反馈比特分配策略，分区之间的期望和干扰信道的可用比特，近似最小化由于量化的和速率的平均损失。所提出的反馈比特划分算法，使用模拟，以产生接近的总和速率在基站使用全CSI。
2009-12-04 cs.IT math.IT
On Minimizing Base Station Power Consumption
我们考虑在无线下行链路上的资源分配，其中基站（BS）功耗最小化，同时维持一组所需的链路速率。提出了一种包括休眠的功率和资源分配（PRAIS）方法，该方法结合了资源共享、功率控制（PC）和不连续传输（DTX），使得下行链路功耗最小化，这可以形成为凸优化问题。与旨在最小化发射功率的常规方法不同，在这项工作中，BS干线电源功率被选择为相关度量。基于一个线性功率模型，它映射到必要的市电电源一定的发射功率，我们量化的基本限制的PRAIS在实现BS省电。的基本限制的数值评估链路级的四套BS功率模型参数代表设想的未来硬件的发展。我们根据2014年安装的BS的每条链路的负载建立了PRAIS的27 W至68 W的预期下限，这比传统的资源分配方案提供了61%至34%的增益。
2013-07-11 cs.IT math.IT
Cost-Aware Green Cellular Networks with Energy and Communication Cooperation
蜂窝网络的能量成本不断增加以匹配无线数据业务的激增，并且节省该成本对于降低未来无线运营商的运营支出（OPEX）是重要的。可再生能源集成和智能电网中能量双向流动的最新进展为节省成本提供了潜在的新解决方案。然而，它们也带来了挑战，特别是如何使用在蜂窝基站（BS）收集的随机和空间分布的可再生能源，以可靠地提供时间和空间变化的无线流量通过蜂窝网络。为了克服这些挑战，在这篇文章中，我们提出了三种方法，即，{ \emph{energy cooperation, communication cooperation, and joint energy and communication cooperation} }，其中不同的BS通过智能电网中的聚合器双向交易或共享能量，和/或共享无线资源并相互转移负载以降低总能量成本。
2014-11-15 cs.IT math.IT
Cooperative Multi-Cell Networks: Impact of Limited-Capacity Backhaul and Inter-Users Links
预计合作技术将对蜂窝网络或更一般的基础设施网络的性能产生重大影响。多小区处理（基站之间的合作）和中继（在用户级别的合作）目前正在调查。在这份报告中，最近的结果，关于性能的多小区处理和用户合作的假设下，容量有限的基站间和用户间的链接，分别进行审查。调查的重点是非衰落的上行链路和下行链路信道的简单蜂窝系统模型的相关结果。分析处理，促进这些简单的设置，提高了洞察力有限的能力限制所施加的限制，通过合作技术实现的收益。
2007-10-20 cs.IT math.IT
Minimal average consumption downlink base station power control strategy
我们考虑单小区多用户OFDMA下行链路资源分配在平坦衰落信道，使平均电源功率最小化，同时满足一组目标速率。可用的自由度是发射功率和持续时间。本文扩展了我们以前的工作，在移动下行链路的功率最优资源分配，详细的最优功率控制策略的研究和提取的功率优化操作的基本特征，在蜂窝下行链路。我们发现，只有系统范围内的发射功率分配是最佳的，而不是在链路级。最小化总功率消耗的分配策略要求如果仅一个链路降级，则增加所有链路上的传输功率。此外，我们表明，对于具有相同的信道，但不同的速率要求的移动台，它是功率最优分配相等的发射功率与成比例的发送持续时间。为了将功率控制的有效性与现场操作联系起来，我们考虑了将发射功率映射到供应功率的功率模型。我们表明，由于仿射映射，解决方案是独立的电源模型。然而，功率控制措施的有效性完全取决于底层硬件和基站的负载依赖因子（而不是绝对消耗值）。最后，我们得出结论，基站中的功率控制措施是最相关的宏站，具有负载依赖因子超过50%。
2013-07-11 cs.IT math.IT
Competition vs. Cooperation: A Game-Theoretic Decision Analysis for MIMO HetNets
针对多输入多输出（MIMO）干扰异构无线网络（HetNet）中基站（BS）之间下行链路中的竞争与合作问题进行了研究。本研究提出一种场景，其中一个宏蜂窝基站（MBS）和一个同信道毫微微蜂窝基站（FBS），每个同时服务于自己的用户设备（UE），必须选择作为单独的系统或合作的协作多点传输（CoMP）。本文将非合作博弈和合作博弈的理论统一应用于决策过程的分析。假设竞争系统的BS以\emph{}最大期望和速率\emph{}（MESR）\emph{}相关均衡\emph{}（CE）操作，将其与CoMP的值进行比较以建立联盟的稳定性。证明了在宏小区用户设备（MUE）和FBS之间存在一个阈值地理间隔$d_{\text{th}}$，在该阈值下协调区域非空。通过仿真验证了理论结果。
2014-02-21 cs.GT cs.IT cs.NI
Backhaul-Constrained Multi-Cell Cooperation Leveraging Sparsity and Spectral Clustering
研究了蜂窝上行链路中回程业务受限的多小区协作处理问题。针对减少回程开销，稀疏正则化的多小区接收滤波器的设计问题。无论是非结构化的分布式合作，以及集群合作，其中基站组形成紧密合作，被认为是。动态分簇协作，稀疏均衡器和协作簇是共同确定的，通过交替最小化的谱聚类和组稀疏回归的基础上解决。此外，分散实现的非结构化和集群合作计划的可扩展性，鲁棒性和计算效率。大量的数值试验验证了所提出的方法的有效性。
2015-10-14 cs.IT cs.NI math.IT
NOMA-Aided Mobile Edge Computing via User Cooperation
在移动边缘计算（MEC）系统中，利用移动设备的空闲计算资源可以实现信道分集和计算分集，因为除了MEC服务器嵌入式接入点（AP）之外，移动设备还可以将其计算任务卸载到附近的移动设备。在本文中，我们提出了一个非正交多址（NOMA）辅助的合作计算计划在一个基本的三节点MEC系统组成的用户，助手，和AP。特别是，我们假设用户可以使用NOMA同时将数据卸载到助手和AP，而助手可以同时在本地计算数据并将数据卸载到AP。我们研究两个优化问题，能源消耗最小化和卸载数据最大化，通过联合通信和计算资源分配的用户和助手。通过适当的数学方法，我们找到了这两个非凸问题的最优解。仿真结果证明了所提出的方案的有效性。为实际设计提供了一些有益的启示。
2019-12-31 cs.IT math.IT
A Stochastic Geometry Framework for Analyzing Pairwise-Cooperative Cellular Networks
蜂窝网络中的协作最近被建议作为一种有前途的方案，以提高系统性能，特别是对于小区边缘用户。在这项工作中，我们使用随机几何来分析合作模型，其中基站（BS）的位置遵循泊松点过程分布和Voronoi细胞定义与它们相关的平面区域。对于每个用户的服务，涉及一个或两个BS。如果是两个，则这些通过在某个回程链路上与会议交换用户数据和信道相关信息来协作。我们的框架一般允许可变水平的信道信息在发射机。在本文中，我们调查的情况下，有限的信道状态信息的合作（信道相位，第二个邻居干扰），但不是完全自适应的情况下，这将需要相当大的反馈。总的每用户传输功率在两个发射机之间进一步划分，并且对公共消息进行编码。用户选择有或没有合作的服务的决定是由一个家庭的几何政策，这取决于它的相对位置，它的两个最近的基站。推导出网络覆盖概率的精确表达式。数值评估允许一个分析显着的覆盖面相比，非合作的情况下的好处。因此，合作方案可以提高系统的性能，而无需额外的网络资源的开发。
2013-05-27 cs.IT math.IT
Interference Alignment Through User Cooperation for Two-cell MIMO Interfering Broadcast Channels
研究了两小区多输入多输出（MIMO）高斯干扰广播信道（MIMO-IFBC），其中$K$协作用户位于每个基站的小区边界上。它对应于具有两个基站（BS）和配备有Wi-Fi接口的$K$用户的蜂窝网络的下行链路场景，该Wi-Fi接口使得能够在对等基础上在用户之间进行协作。在这种情况下，我们提出了一种新的干扰对齐（IA）技术，利用用户的合作。当每个基站和用户分别具有$M=K+1$发射天线和$N=K$接收天线时，我们所提出的算法获得了2K的可实现自由度（DoF）。此外，该算法只需要少量的信道反馈信息的用户协作信道的帮助。仿真结果表明，不仅是分析结果的有效性，但我们提出的算法的可实现的自由度也优于传统的技术。
2010-11-17 cs.IT math.IT
User Cooperation for Enhanced Throughput Fairness in Wireless Powered Communication Networks
研究了无线供电通信网络（WPCN）中一种新的用户协作方法，即一对分布式终端用户首先从一个能量节点（EN）广播的无线能量中获取能量，然后利用所获取的能量协作向目的节点（DN）发送信息。特别地，两个协作用户彼此交换它们的独立信息以形成虚拟天线阵列并且联合地向DN发送。通过允许每个用户分配其收集的能量的一部分来发送其他的信息，所提出的合作可以有效地缓解WPCN中的用户不公平问题，其中用户可能由于差的能量收集性能和高数据传输消耗而遭受非常低的数据率。通过优化无线能量传输、用户消息交换和联合信息传输的时间分配，我们得到了合作方案所实现的最大公共吞吐量。通过与一些有代表性的基准方案的比较，我们的结果表明，所提出的用户合作在提高吞吐量性能在不同的设置下的有效性。
2016-10-28 cs.IT cs.NI math.IT
User Cooperation for Enhanced Throughput Fairness in Wireless Powered Communication Networks
研究了无线供电协作通信网络（WPCN）中一种新的用户协作方法，即一对分布式终端用户首先从一个能量节点（EN）广播的无线能量中获取能量，然后利用获取的能量向目的节点（DN）发送信息。特别地，两个协作用户彼此交换它们的独立信息，以便形成虚拟天线阵列并联合地向DN发送。通过允许用户共享他们收集的能量来传输彼此的信息，所提出的方法可以有效地缓解WPCN中固有的用户不公平问题，其中一个用户可能由于较差的能量收集性能和高数据传输消耗而遭受非常低的数据率。根据在发射机的信道状态信息的可用性，我们认为两个用户合作使用相干或非相干数据传输。在这两种情况下，我们得出的最大共同的吞吐量所取得的合作计划，通过优化的时间分配无线能量传输，用户消息交换，并在一个固定长度的时隙联合信息传输。我们还进行了数值分析，研究信道条件对系统性能的影响。通过与现有的一些基准方案的比较，我们的结果表明，在不同的应用场景下，在WPCN的用户合作建议的有效性。
2016-10-28 cs.IT math.IT
Analyzing the Impact of Inter Cooperation Region Interference in Coordinated Multi-Point Uplink Networks
我们分析了协作多点（CoMP）网络的上行链路，其中合作可以在2个或3个基站（BS）之间。我们考虑一个二维网络的BS的正六边形晶格，其中的合作镶嵌的二维平面到合作区域（CR），具体来说，我们分析的影响，在网络中的CR之间的干扰。我们的模型帐户现实的传播条件，特别是包括阴影。我们得到准确的，封闭形式的，近似的用户容量覆盖概率（CCP）和遍历容量在CR内的每个点。为了提供网络级分析，我们关注每个CR中具有最小CCP的位置，即最坏情况点。最坏情况的CCP和/或遍历容量可以用于网络设计的参数研究。这里，应用分析以获得小区大小和CCP之间的关系，从而获得实现所选目标容量覆盖的BS的所需密度。该分析还允许BS协作的不同阶次之间的比较，量化来自更高阶次的协作的减少的所需BS密度。全面的模拟来说明我们的分析，包括用于分析易处理的近似的准确性。
2015-01-19 cs.IT math.IT
Network MIMO with Linear Zero-Forcing Beamforming: Large System Analysis, Impact of Channel Estimation and Reduced-Complexity Scheduling
我们考虑多天线基站和单天线用户终端的多小区系统的下行链路，任意基站合作集群，距离相关的传播路径损耗，和一般的“公平性”的要求。同一协作簇中的基站采用具有线性迫零波束成形的联合传输，受到总和或每个基站功率约束。集群间干扰在用户终端处被视为噪声。系统频谱效率的解析表达式中发现的大系统的限制，每个基站的用户和天线的数量趋于无穷大与给定的比率。特别是，对于每个基站的功率约束，我们发现在随机矩阵理论的新结果，产生的摩尔-彭罗斯伪逆的结构化非独立同分布的子矩阵的平方Frobenius范数。由协作簇、用户分布和路径损耗系数得到的信道矩阵。该分析扩展到通过显式下行链路信道训练和上行链路反馈获得的发射机处的非理想信道状态信息（CSIT）的情况。具体来说，我们的研究结果照亮了大量的合作天线的好处和估计高维信道向量的成本之间的权衡。此外，我们的分析导致一个新的简化的下行链路调度方案，根据从大系统的结果，根据所需的公平性标准获得的概率预先选择的用户。所提出的方案执行接近最佳（有限维）的机会用户选择，而需要显着较少的信道状态反馈，因为只有一小部分预选用户必须反馈他们的信道状态信息。
2011-09-12 cs.IT math.IT
Identifying the Fake Base Station: A Location Based Approach
伪基站（FBS）攻击是无线用户设备（UE）面临的重大安全挑战。在小区选择阶段期间，UE从多个邻近的基站（BS）接收多个同步信号（SS），然后用最强的SS将其自身同步。FBS还可以发送具有足够功率的SS以迷惑UE，这使得UE连接到FBS，并且可能导致私有信息的泄漏。在这封信中，对策FBS攻击利用位置信息进行了研究。通过根据UE的位置和合法BS地图检查接收信号强度，提出了两种基于位置感知的FBS抵抗方案。成功欺骗率（SCR）被定义为UE将连接到FBS的概率进行了研究。数值结果表明，这两种方案可以大大降低SCR，特别是当FBS的发射功率较大时。除此之外，进一步提出了一种合作辅助方法，以提高性能，我们表明，合作辅助方法可以进一步抑制SCR时，从FBS的信号强度是类似的，从合法的BS。
2018-06-14 cs.IT math.IT
CoMP Meets Smart Grid: A New Communication and Energy Cooperation Paradigm
在本文中，我们追求一个统一的研究智能电网和协调多点（CoMP）使无线通信，通过调查一个新的联合通信和能源合作的方法。我们认为一个实用的CoMP系统与集群多天线基站（BS）合作与多个单天线移动终端（MT），其中每个BS配备了本地可再生能源发电机供电，也是一个智能电表，使双向能量流与电网通信。我们提出了一种新的能源合作模式，一组BS动态地共享他们的可再生能源，通过本地注入/从一个聚合器中抽取功率，以实现更高效的操作，其中有效的能量和交换为零。在这种新的能源合作模型下，我们考虑在一个CoMP集群的下行链路传输与合作迫零（ZF）为基础的预编码在BS。我们最大限度地提高加权和率为所有MT通过联合优化发射功率分配在合作BS和他们交换的能量量受到一种新型的功率约束，具有实际的损失率BS之间的能源合作。我们的新设置与BS的能量合作推广了传统的CoMP发送优化下BS的总功率或个人功率约束。最后，我们验证了我们的结果，在各种实际设置下的模拟，并表明，所提出的联合通信和能源合作计划大大提高了下行链路吞吐量的CoMP系统供电的智能电网和可再生能源，相比其他次优设计没有通信和/或能源合作。
2014-07-31 cs.IT math.IT
Analysis of Static Cellular Cooperation between Mutually Nearest Neighboring Nodes
蜂窝网络中的协作是一种很有前途的提高系统性能的方案。现有的工作认为，用户动态地选择站合作，为他/她的服务，但这种假设往往有实际的局限性。相反，协作组可以是预定义的和静态的，节点由固定的基础设施连接。为了分析这样一个潜在的网络，我们提出了一个分组方法的基础上节点的接近度。通过相互最近邻关系，我们允许形成单个和成对的节点。给定一个初始拓扑的车站，两个新的点过程的定义，一个为单打和一对。我们推导出这些过程的结构特征，并分析所产生的干扰场。当节点位置服从泊松点过程时，单节点和双节点的位置过程都不是泊松过程。然而，原始模型的性能可以通过两个购买力平价的叠加来近似。这允许导出覆盖概率的精确表达式。数值计算表明，从不同的信号合作，可以达到15%的覆盖增益相比，标准的非合作覆盖。分析是一般的，可以应用到任何类型的合作对发送节点。
2016-11-08 cs.IT cs.NI math.IT
Efficient Feedback Mechanisms for FDD Massive MIMO under User-level Cooperation
在频分复用（FDD）大规模MIMO系统中，信道状态信息（CSI）反馈是一个具有挑战性的问题.研究了一种协作反馈机制，即用户通过设备到设备（D2D）通信交换信道状态信息，然后自行计算预编码器，并将预编码器反馈给基站（BS）。分析结果表明，合作预编码器反馈是更有效的比CSI反馈的干扰缓解。在D2D通信容量有限的约束下，提出了一种基于信号子空间投影和最优比特划分的自适应CSI交换策略。数值结果表明，所提出的具有自适应CSI交换的协作预编码器反馈方案显著优于CSI反馈方案，即使当经由速率受限的D2D通信来交换CSI时也是如此。
2016-11-22 cs.IT math.IT
SDN-enabled MIMO Heterogeneous Cooperative Networks with Flexible Cell Association
小小区致密化是一种策略，其使得能够从宏基站（MBS）卸载用户，以便减轻它们的负载并增加覆盖，特别是对于小区边缘用户。同时，随着网络密度的增加，BS协作作为一种有效的设计方法出现，以满足针对有害的整体干扰大幅提高系统性能的需求。此外，通过引入关联概率的概念，利用小区关联策略来增强层。在此之上，并且受BS之间的协作的优点的激励，小型基站（SBS）在其设计中被丰富有该属性。SBS协作允许揭示其对多天线HetNet中的小区选择规则的影响。在这种背景下，软件定义网络（SDN）被顺利引入，在网络的编排中发挥主导作用。{In具体地，诸如协调和小区关联的繁重操作借助于SDN控制器来进行，SDN控制器由于其针对网络的增强和潜在可扩展性的集中式适应性和动态性而有效地执行和管理相应的计算。在这种情况下，我们得到的覆盖概率和平均可达率。我们不仅展示了BS合作优于不协调BS的性能，而且我们还展示了SBS合作使更多的用户从宏小区BS（MBS）的准入。此外，我们调查不同的传输技术的性能，我们确定在每种情况下，当SBS合作的最佳偏差。最后，我们描述了SBS致密化是有益的，直到特定的密度值，因为进一步增加不会增加覆盖概率。
2019-01-14 cs.IT math.IT
Required Base Station Density in Coordinated Multi-Point Uplink with Rate Constraints
在本文中，我们得到所需的空间密度的基站（BS）在一个协调的多点上行链路蜂窝网络，以满足所选择的服务质量度量。我们的模型假设两个BS之间的合作，并获得所需的密度下阴影和瑞利衰落不同的LTE-A路径损耗模型。所提出的方法保证了在整个覆盖区域的最坏情况下的可实现的速率高于目标速率与选定的概率。两个模型的位置的BS被认为是：一个六边形网格和泊松点过程（PPP）修改设置一个最小的单元格大小。首先，对于每个合作区域，确定具有最小速率覆盖概率的位置-最坏情况点。接下来，获得最坏情况下的速率覆盖概率的精确闭合形式近似。提出的近似是有用的网络性能的快速评估，并可用于网络设计的参数研究。这里，它们被应用于获得所需的BS密度以实现目标速率覆盖概率。作为额外的好处，这里的公式量化了从常规BS部署（网格模型）移动到随机BS部署（PPP模型）的代价。
2013-09-27 cs.IT math.IT
Analyzing the Reduced Required BS Density due to CoMP in Cellular Networks
在本文中，我们调查的好处，基站（BS）合作在上行链路的协作多点（CoMP）网络。我们的品质因数是满足所选速率覆盖所需的BS密度。我们的模型假设一个2-D网络的基站在一个规则的六边形晶格中的路径损耗，对数正态阴影和瑞利衰落影响从用户接收到的信号。首先给出了合作区域内各点的和速率覆盖概率和遍历和速率的精确闭合表达式。然后，对于一个选定的用户速率质量，所需的BS的密度推导出的基础上的最小值的速率覆盖概率的合作区域。该方法保证了在整个覆盖区域中的可达到的速率高于具有选定概率的目标速率。该公式允许BS协作的不同阶次之间的比较，从更高阶次的协作量化减少的所需BS密度。
2013-09-26 cs.IT math.IT
Multiplexing Gain Region of Sectorized Cellular Networks with Mixed Delay Constraints
当相邻移动用户和基站都可以在速率受限链路上协作时，考虑了具有混合时延约束的扇区化六边形模型。每个消息都是独立的“快”和“慢”比特的组合，其中前者受到严格的延迟约束，并且不能从合作中获益。推导了复用增益区域的内、外边界。所得到的结果表明，对于小的合作prelog或适度的“快速”复用增益，整体性能（和复用增益）几乎没有下降的严格的延迟约束的“快速”位。对于大的协作前日志和大的“快速”复用增益，将“快速”复用增益增加$Δ$是以将和复用增益减少$3 Δ$为代价的。
2019-02-28 cs.IT math.IT
Information Exchange Limits in Cooperative MIMO Networks
小区间和小区间干扰的同时存在构成了多小区多用户网络中可靠下行链路传输的主要障碍。利用这种干扰在很大程度上取决于网络中两个层次的信息交换：一个是从用户到基站的信息交换（反馈），另一个是基站之间的信息交换（合作）。我们证明，交换有限数量的比特在整个网络中，反馈和合作的形式，是足以实现最佳的容量扩展。我们还表明，信息交换的平均水平是独立的用户在网络中的数量。这种级别的信息交换大大低于现有协调策略所需的信息交换，现有协调策略需要在网络上交换无限比特以实现最佳的总速率容量缩放。提供的结果依赖于一个建设性的证明。
2011-04-21 cs.IT math.IT
Coverage Gains from the Static Cooperation of Mutually Nearest Neighbours
蜂窝网络中的协作最近被认为是一种有前途的方案，以提高系统性能。在这项工作中，集群的基础上形成的相互最近的邻居关系，它定义了哪些站合作对，哪些不。当节点位置遵循泊松点过程（PPP）时，原始聚类模型的性能可以由另一个模型近似，所述另一个模型由配备有足够标记的两个PPP（一个用于单打，一个用于对）的叠加形成。这允许导出两个用户簇关联规则下的网络覆盖概率的精确表达式。数值计算表明，从不同的信号合作方案，可以达到15%的覆盖增益相比，标准的非合作网络覆盖。该分析是通用的，可以应用于任何类型的合作或协调对发送节点之间。
2016-04-15 cs.IT cs.NI math.IT
Small Cell Offloading Through Cooperative Communication in Software-Defined Heterogeneous Networks
为了满足日益增长的对更高通信速率和更好通信质量的需求，越来越多的小小区被覆盖在宏基站（MBS）层下，从而形成异构网络。小小区可以缓解MBS的负载压力，但性能缺乏保证。另一方面，由于小细胞致密化的巨大潜力，合作越来越受到关注。在有线网络中成熟的一些技术也可以应用于蜂窝网络，例如软件定义网络（SDN）。SDN有助于简化多层网络的结构。由SDN控制器实现小区协调更加合理。在本文中，我们提出了一种方法来卸载用户从多播服务器通过小小区合作在异构网络。关联概率是卸载的主要指标。通过使用随机几何的工具，我们然后得到的覆盖概率时，用户与不同类型的基站（BS）。所有的小区关联和协作都由SDN控制器进行。在此基础上，比较了有无协作时的总体覆盖概率、可达速率和能量效率。数值结果表明，小小区协作可以从MBS层卸载更多的用户。它还可以提高系统的覆盖性能。随着小型小区变得越来越密集，合作可以为网络的能源效率带来更多收益。
2017-05-17 cs.IT cs.NI math.IT
Towards Power-Efficient Aerial Communications via Dynamic Multi-UAV Cooperation
附着于无人机（UAV）的空中基站（BS）构成了下一代蜂窝通信的新范例。然而，由于无人机的尺寸、重量和功率（SWAP）限制，空中BS的飞行范围和通信容量通常是有限的。为了应对这一挑战，在本文中，我们考虑多个空中基站之间的动态协作传输的功率效率的空中通信。由此，中央控制器智能地选择在空中导航的空中BS进行协作。因此，考虑到信道条件、能量可用性和用户需求，由协作空中BS形成的移动天线的大型虚拟阵列可以用于低功率信息传输和导航。同时考虑到前传和数据传输链路，我们共同优化的轨迹，合作的决定，和发射波束形成器的空中基站所需的所有BS的功率消耗的加权和最小化。由于获得制定的问题的全局最优解是困难的，我们提出了一个低复杂度的迭代算法，可以有效地找到一个Karush-Kuhn-Tucker（KKT）的解决方案的问题。仿真结果表明，与几种基准方案相比，动态多无人机协作可以显著降低无人机的通信和导航功率，克服SWAP的限制，同时只需要少量增加前传链路上的发射功率。
2020-01-30 cs.IT eess.SP math.IT
Dynamic Radio Cooperation for Downlink Cloud-RANs with Computing Resource Sharing
提出了一种新的动态无线电协作策略，用于由连接到中央虚拟基站池的多个远程无线电头端（RRH）组成的云无线电接入网络（C-RAN）。特别地，C-RAN在计算资源共享和VBS之间的实时通信中的关键能力被利用来设计联合动态无线电聚类和协作波束成形方案，其最大化下行链路加权和速率系统效用（WSRSU）。由于无线电聚类过程的组合性质和协作波束成形设计的非凸性，底层优化问题是NP难的，并且对于大型网络来说非常难以解决。我们的方法旨在通过将原始问题转化为一个混合二阶锥规划（MI-SOCP），可以有效地解决使用建议的迭代算法的次优解。数值仿真结果表明，我们的低复杂度算法提供了接近最佳的性能，在WSRSU方面，同时显着优于传统的无线电集群和波束成形方案。此外，结果还表明，C-RAN的计算资源利用率的显着改善传统的RAN与分布式计算资源。
2015-08-09 cs.IT math.IT
Joint Computation and Communication Cooperation for Energy-Efficient Mobile Edge Computing
提出了一种新的移动边缘计算（MEC）系统中计算和通信的用户协作方法，以提高延迟受限计算的能量效率。我们考虑一个基本的三节点MEC系统，包括一个用户节点，一个助手节点，和一个接入点（AP）节点与MEC服务器，其中用户有延迟约束和计算密集型的任务要执行。我们考虑两种不同的计算卸载模型，即部分和二进制卸载，分别。在这种设置下，我们专注于一个特定的有限时间块，并开发了一个有效的四时隙传输协议，使联合计算和通信合作。除了在整个块上进行本地任务计算外，用户可以在第一个时隙中将一些计算任务卸载给助手，助手在剩余时间内协作计算这些任务;而在第二个和第三个时隙中，助手作为协作中继，帮助用户在第四个时隙中将一些其他任务卸载给AP进行远程执行。对于部分卸载和二进制卸载的两种情况，我们联合优化用户和助手处的计算和通信资源分配（即，用于卸载的时间和发射功率分配，以及用于计算的CPU频率），以便最小化它们的总能耗，同时满足用户的计算等待时间约束。虽然这两个问题是非凸的一般，我们提出了有效的算法来解决它们的最佳。数值结果表明，与其他没有这种联合设计的基准方案相比，所提出的联合计算和通信协作方法显著提高了用户节点和助手节点的计算能力和能量效率.
2018-10-09 cs.IT math.IT
